(57)【要約】【課題】  作動ロッドを仕上げなしの表面硬化熱処理して耐摩耗性を向上するとともに、作動ロッドの摺動面に粉末が付着しないようにして応答性を向上することにある。叉、作動ロッドの加工コストを低減することにある。【解決手段】  ソレノイド部（３０）の可動鉄心に連結するソレノイドロッド部（２Ｄ）と、ソレノイドロッド部（２Ｄ）が連結する作動ロッド（２）と、作動ロッド（２）に設けられて制御流体通孔を開閉する弁体（３）と、作動ロッド（２）が貫通する内部孔（３１Ｄ）に作動ロッド（２）を移動自在に案内する案内孔（３１Ａ１）を有して可動鉄心（３２）と対向に配置された固定鉄芯（３１）とを具備し、作動ロッド（２）が５００°Ｃ以下の温度で低温表面硬化処理を施されているものである。【選択図】        図１
2005061303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイド部を有する容量制御弁であって、前記ソレノイド部の可動鉄心に連結するソレノイドロッド部と、前記ソレノイドロッド部を有する作動ロッドと、前記作動ロッドに有して制御流体通孔を開閉する弁体と、前記作動ロッドが貫通する内部孔に前記作動ロッドを移動自在に案内する案内孔を有して可動鉄心と対向に配置された固定鉄芯とを具備し、前記作動ロッドが５００°Ｃ以下の温度で低温表面硬化処理を施されていることを特徴とする容量制御弁。
【請求項２】
前記ソレノイド部の前記固定鉄芯に有する前記案内孔が前記ソレノイド部の磁気回路から外れた位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の容量制御弁。
【請求項３】
前記内部孔と前記作動ロッドを作動させる感圧装置を設けた感圧室とを連通する導入孔を有し、前記ソレノイドロッド部が前記作動ロッドと前記内部孔内で別部品に分割されているとともに分割端面で一体に接合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の容量制御弁。
【請求項４】
前記固定鉄芯の外周部にフランジ部を有すると共に前記フランジ部は前記案内孔より電磁コイル側に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の容量制御弁。
【請求項５】
前記作動ロッドがステンレス鋼で形成されていることを特徴とする請求項１叉は請求項２又は請求項３叉は請求項４に記載の容量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御室の作動流体の容量又は圧力を作動ロッドの作動により可変可能に制御する容量制御弁に関する。更に詳しくは、弁体の開閉時に弁体に一体の作動ロッドの耐摩耗と摺動抵抗とを改善した容量制御弁に係わるものである。
【技術背景】
【０００２】
本発明の関連技術として容量可変型圧縮機用の容量制御弁が知られている。この容量制御弁は作動ロッドに弁体を設けてソレノイド部又は感圧装置に連結されているために長尺に形成されている。又、作動ロッドにはソレノイド部の固定鉄心の孔に案内されて摺動自在に嵌合するソレノイドロッドが連繋されている（例えば、特許文献１参照）。更に、容量制御弁には長尺に形成されて細い径のソレノイドロッドと一体の作動ロッドが設けられている（例えば、特許文献２参照）。  
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４２９４６公報（図１）
【特許文献２】特開２００１−２８０２３８号公報（図１）
【０００４】
図５の容量制御弁１００は、特許文献１の図１に開示された容量制御弁と類似する。図５において、バルブハウジング１０５には軸方向に貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔には、吐出弁孔１１０Ｃと吸入弁孔１１０Ｄと第１案内孔１１０Ｅと第２案内孔１１０Ｆが設けられている。叉、吐出弁孔１１０Ｃと吸入弁孔１１０Ｄとの間には弁室１１１が設けている。更に、吸入弁孔１１０Ｄに連通する第１吸入圧力通路１１０Ｂ１が設けられている。又、吐出弁孔１１０Ｃに連通する吐出圧力通路１１０Ａが形成されている。そして、図示下部には貫通孔に連通する第２吸入圧力通路１１０Ｂ２が設けられている。
【０００５】
バルブハウジング１０５は、第１バブルハウジング１０５Ａと第２バブルハウジング１０５Ｂの両端部が螺合して一体に形成されている。この第１バブルハウジング１０５Ａの端部には、ばね室１２０が形成されている。このばね室１２０の開口一端には、ばね座部１２２が螺合されている。このばね座部１２２と作動ロッド１０１との間には、ばね１２１が配置されている。そして、ばね座部１２２のねじをねじ込んで、ばね１２１のばね力を調整する。このばね１２１は図示上方へ作動ロッド１０１を弾発に押圧している。
【０００６】
バルブハウジング１０５の貫通孔には、作動ロッド１０１が配置されている。この作動ロッド１０１は、第１案内孔１１０Ｅと摺動する第１ストッパ１０１Ｅと、弁室１１１内に配置された弁体１０１Ａと、第２ストッパ１０１Ｆと摺動自在に嵌合する第２案内孔１１０Ｆと、固定鉄心１３２のロッド用孔１３２Ａと摺動自在に嵌合するソレノイドロッド１０１Ｃとが一体に構成されている。又、弁体１０１Ａには弁面が形成されており、この弁体１０１Ａの両端面に設けられた各弁面が、対向するバルブハウジング１０５の両弁座と離接して吐出弁孔１１０Ｃと、吸入弁孔１１０Ｄとの開度を交互に開閉する。この弁体１０１Ａが吐出弁孔１１０Ｃを開く方向へ移動することにより、吐出圧力通路１１０Ａの吐出圧力流体がクランク室圧力通路１１０Ｇへ盛んに流入する。同時に、この弁体１０１Ａが吸入弁孔１１０Ｄを閉じる方向へ移動することになるので、第１吸入圧力通路１１０Ｂ１の吸入圧力流体がクランク室圧力通路１１０Ｇへ流入するのをしぼる。この弁体１０１Ａと一体の作動ロッド１０１は、第１ストッパ１０１Ｅが第１案内孔１１０Ｅと摺動する。叉、第２ストッパ１０１Ｆが第２案内孔１１０Ｆと摺動する。更に、弁体１０１Ａの弁面が弁座と離接する。この為に、第１ストッパ１０１Ｅと、第２ストッパ１０１Ｆと、弁体１０１Ａは、摩耗を防止するために熱処理して硬質にしなければならない。更に、熱処理した表面は研削加工して仕上げなければならない。
【０００７】
バルブハウジング１０５の他端にはソレノイド部１３０が設けられている。ソレノイド部１３０は可動鉄心１３１と固定鉄心１３２と電磁コイル１３５から構成されている。この電磁コイル１３５の磁励により可動鉄心１３１が作動してソレノイドロッド１０１Ｃを移動させる。このソレノイドロッド１０１Ｃは固定鉄心１３２のロッド用孔１３２Ａに案内されて摺動する。叉、第１吸入圧力通路１１０Ｂ１からの吸入圧力流体の一部は、ソレノイドロッド１０１Ｃの外周面の間隙を通過して可動鉄心室１３６内に流入する。そして、可動鉄心室１３６内の圧力とばね室１２０内の圧力を均等にさせて両側に作用する力を釣り合わせる。
【０００８】
この容量制御弁１００は、ソレノイド部１３０に通電される電流の大きさによる作動力と、ばね１２１の反力により作動ロッド１０１を作動させて弁体１０１Ａにより吐出弁孔１１０Ｃと吸入弁孔１１０Ｄを交互に開閉する。この吐出弁孔１１０Ｃと、吸入弁孔１１０Ｄの相反する開閉度の制御により、吐出圧力Ｐｄの流体と吸入圧力Ｐｓの流体が、図示省略の圧縮機のクランク室に流入して斜板を制御する。
【０００９】
この容量制御弁１００の作動ロッド１０１は、バルブハウジング１０５の第１案内孔１１０Ｅと第２案内孔１１０Ｆと摺動するために、硬質面に構成しなければならない。又、弁面も弁座と接面するために硬質面に構成しなければならない。更に、両端側にある第１ストッパ１０１Ｅと第２ストッパ１０１Ｆは軸芯を同一に形成しなければならない。更に又、弁面は作動ロッド１０１の軸芯に対して直角な面に加工しなければならない。この為に、作動ロッド１０１は熱処理した後に研削加工をする。しかし、作動ロッド１０１は、長いために、熱処理すると軸芯が曲がることがある。更に、作動ロッド１０１は小径であるために研削加工することが困難である。特に、弁面を軸芯に対して直角に加工することが困難である。この為に、ばね１２１により作動ロッド１０１を作動させるとき、更に、電流の強さによりソレノイド部１３０を作動させるとき、作動ロッド１０１の作動する応答が、ばね１２１のばね力やソレノイド部１３０の電流の大きさに対応しなくなるおそれがある。そして、容量制御弁１００の制御が圧縮機の作動にも影響する。
【００１０】
更に、特許文献２にはプランジャに連結された細長い連結棒が吸引子のロッド用孔と、連結棒受け（特許文献２の図２参照）と、ハウジングの案内孔に摺動自在に嵌合している（図示は省略する）。特許文献１及び特許文献２を参照する。この特許文献１（特許文献２は対応する部品を参照のこと）の固定鉄心１３２は磁性体であるために、吸入圧力Ｐｓの流体に含まれる鉄粉が第２案内孔１１０Ｆ内と固定鉄芯１３２のロッド用孔１３２Ａ内の間隙を流れて可動鉄芯室１３６に至る前に、磁化しているこの孔の内面に吸着し、この鉄粉が介在し、この孔の内面と作動ロッド１０１の外周面を摺動時に摩耗させる。特に、鉄粉がバルブハウジング１０５の第２案内孔１１０Ｆに付着して作動ロッド１０１の作動を悪化させる（特許文献２では連結棒受け）。更には、固定鉄心１３２の第２ストッパ１０１Ｆ側のロッド用孔１３２Ａに集中して鉄粉等が吸着する。この為に、作動ロッド１０１の作動が付着した鉄粉により悪化する。叉、ソレノイドロッド１０１Ｃと、作動ロッド１０１とを別体にすると、固定鉄心１３２の第２ストッパ１０１Ｆ側のロッド用孔１３２Ａに付着した粉体が、作動ロッド１０１の作動と共に、ソレノイドロッド１０１Ｃと作動ロッド１０１との連結された接合面に介在して弁体１０１Ａの開閉度を悪化させる。そして、容量制御弁１００によるクランク室圧力流体の制御を低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この容量制御弁では、上述のように構成されているために、以下のような問題点が存する。先ず、容量制御弁の作動ロッドは、摺動面の摩耗を防止するために、摺動面の硬度を上げなければならないので、作動ロッドの焼き入れ熱処理をする。しかし、熱処理のときに軸芯が曲がることや、歪みを発生させる問題が惹起する。この為に熱処理後の工程で熱処理した表面を研磨加工すると同時に、軸芯の曲がりを修正する為の研削加工が必要になる。更に、作動ロッドは小径であるために（特許文献２参照）、この研削加工が困難になる。更に又、弁面も熱処理後に軸芯に対する精度を出すための研削加工をしなければならない。この研削加工も軸芯に対して直交する方向であるために研削加工が困難を伴うとともに、加工コストを上昇させる。
【００１２】
更に、ソレノイドロッドと固定鉄芯のロッド用孔との間で鉄粉が磁化して固定鉄芯に吸着し、ソレノイドロッドの作動を困難にする問題が生じる。この鉄粉等の不純物は、作動流体に含む為に取り除くことが困難である。又、固定鉄芯の摩耗を防止することも固定鉄芯の材質から困難である。この為に、ロッド用孔に摩耗粉が吸着してソレノイドロッドの正常な作動を困難にする。
【００１３】
本発明は、上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その発明が解決しようとする課題は、作動ロッドの硬質により摺動時に摩耗するのを防止できるようにし、しかも、作動ロッドが正常に作動できる寸法精度を得ることにある。さらに、作動ロッドの加工コストを低減できるようにすることにある。
又、固定鉄心のロッド用孔とソレノイドロッドの摺動面間に不純物が吸着しないようにしてソレノイドロッドが正常に作動できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものであって、その技術的解決手段は以下のように構成されている。
請求項１に係わる発明の容量制御弁は、ソレノイド部を有する容量制御弁であって、ソレノイド部の可動鉄心に連結するソレノイドロッド部と、ソレノイドロッド部を有する作動ロッドと、作動ロッドに有して制御流体通孔を開閉する弁体と、作動ロッドが貫通する内部孔に作動ロッドを案内する案内孔を有して可動鉄心と対向に配置された固定鉄芯とを具備し、作動ロッドが５００°Ｃ以下の温度で表面硬化処理を施されているものである。
【００１５】
請求項２に係わる発明の容量制御弁は、ソレノイド部の固定鉄芯に有する案内孔がソレノイド部の磁気回路から外れた位置に形成されているものである。
【００１６】
請求項３に係わる発明の容量制御弁は、内部孔と感圧装置を設けた感圧室とを連通させる導入孔を有し、ソレノイドロッド部が作動ロッドと内部孔内で別部品に分割されていると共に、分割端面で一体に接合されているものである。  
【００１７】
請求項４に係わる発明の容量制御弁は、固定鉄芯の外周部にフランジ部を有すると共に、フランジ部は案内孔より電磁コイル側に形成されているものである。
【００１８】
請求項５に係わる発明の容量制御弁は、作動ロッドがステンレス鋼で形成されているものである。  
【発明の効果】
【００１９】
この請求項１に係わる発明の容量制御弁では、作動ロッドが５００°Ｃ以下の温度で低温表面硬化処理されているものである。この低温表面硬化処理は５００°Ｃ以下の温度で作動ロッドの表面を１０×１０−６ｍ以下の厚さに熱処理すると、作動ロッドの耐摩耗性、耐焼き付き性、低表面粗さが改質される。特に、作動ロッドの熱処理による歪みが発生しないように成るので、作動ロッドの摺動抵抗が改善できる。叉、表面硬化処理した後でも作動ロッドの真円度は、約０．５×１０−６ｍ以下に抑えられるので、弁体の閉弁時に於ける作動ロッドの嵌合間からの制御流体の漏れが効果的に防止できる。更に、作動ロッドの耐摩耗能力が向上する。更に叉、作動ロッドの加工コストを大きく低減できる。そして、熱処理後の作動ロッドの全体の形状は、熱処理による変形が小さく、作動ロッドの作動による実験の結果は不具合が認められない。
【００２０】
この請求項２に係わる発明の容量制御弁では、案内孔がソレノイド部の磁気回路から外れた位置に設けられているから、案内孔に鉄粉等が吸着するのを防止できる。この為に、作動ロッドが鉄粉等により作動不良を惹起しないようにして作動ロッドの制御流体の制御に於ける応答性を発揮させることが可能になる。
【００２１】
この請求項３に係わる発明の容量制御弁では、ソレノイドロッド部と作動ロッドを別部品にすることにより、ソレノイドロッド部を非磁性体にすると共に、作動ロッドを弁体に適した非磁性体の別の材質にすることが可能になる。この為に、弁体の耐摩耗能力が向上できると共に、作動時の摺動抵抗を低減することが可能になる。更に、作動ロッドの端面に、吸入圧力が作用するようにして吸入圧力が両端部に作用する圧力差をキャンセルすることが可能になる。この為に、吸入圧力による作動ロッドの応答する作動精度が向上する。
【００２２】
この請求項４に係わる発明の容量制御弁では、固定鉄芯の案内孔より電磁コイル側にフランジ部を設けることにより、固定鉄芯を流れる磁気回路を案内孔から外すことが可能になる。この為に、案内孔が磁気化して鉄粉等が付着するのを効果的に防止できる。
【００２３】
この請求項５に係わる発明の容量制御弁では、作動ロッドがステンレス鋼で構成されていると共に、低温表面硬化処理されているから、この熱処理による表面の白層が磁気を帯びないために、ソレノイド部の磁気特性が損なわれない。叉、ステンレス鋼でも従来の窒化層は耐食性を低下させるが、低温表面硬化処理による白層は耐食性が低下しない。この為、作動ロッドは耐食性を損なうことなく、表面硬度の向上と共に、耐焼き付き性の向上及び曲げ強度を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係わる実施の形態の容量制御弁を図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図面は、設計図を基にした正確な図面である。
【００２５】
図１は、本発明に係わる実施の形態を示す容量制御弁の断面図である。図１に於いて、１は容量制御弁である。容量制御弁１には、外形を形成するバルブハウジング１０が設けられている。このバルブハウジング１０は、内部に各部を設けた径の異なる貫通孔が形成されている。そして、バルブハウジング１０は真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属、合成樹脂材等で製作する。
【００２６】
バルブハウジング１０には、貫通孔の一端に大きな穴を形成している。この穴に仕切調整部２４が嵌着して内部に感圧室１７を形成する。又、バルブハウジング１０の他端の外周には、ソレノイド部３０を結合させるための結合部が形成されている。又、仕切調整部２４は、バルブハウジング１０に対し一定位置に嵌着している。しかし、仕切調整部２４をねじ込みにすれば、感圧装置２０のばね力の設定値を変更することが可能になる。
【００２７】
バルブハウジング１０の貫通孔の各部には、感圧室１７に連通して感圧室１７の径より小径のスライド孔１２を連設している。更に、貫通孔にはスライド孔１２に連通する制御流体通孔１４を設けている。又、この貫通孔の制御流体通孔１４に連通して制御流体通孔１４より大径の弁室４を形成している。更に、貫通孔の他端には弁室４に連通して固定鉄芯３１と嵌合可能で弁室４より大径の取付孔１９を２段差に連設している。
更に、弁室４と制御流体通孔１４との境には平面の弁座１３を設けている。この弁座１３は制御流体通孔１４に向かってテーパー面に形成しても良い。そして、平面の弁部面３Ａの角部と接触幅を小さく接触するように構成することもできる。
【００２８】
バルブハウジング１０には、弁室４に連通する第１連通路１８を形成する。この第１連通路１８は、制御圧力Ｐｄの流体、例えば、容量可変型圧縮機では吐出圧力（制御圧力）Ｐｄの流体通路に連通可能にされている。この第１連通路１８はバルブハウジング１０の周面に４等配に形成されている。この第１連通路１８は周面に３等配、４等配等の個所に必要に応じて形成することができる。
【００２９】
更に、制御流体通孔１４には流入した制御圧力Ｐｄの流体を図示省略の制御室（図４のクランク室５５）へ流出させる第２連通路１６が形成されている。尚、第２連通路１６もバルブハウジング１０の周面に沿って２等配又は４等配の個所に外周面から制御流体通孔１４へ貫通する。
又、バルブハウジング１０には、感圧室１７に連通する第３連通路１５を形成する。この第３連通路１５を通して外部（圧縮機）の吸入圧力Ｐｓの流体を感圧室１７へ導入する。
更に又、バルブハウジング１０の外周面は、二段面に形成されており、この二段面の外周面にはＯリング用の取付溝が２カ所に設けられている。そして、各取付溝には、バルブハウジング１０を嵌合する図示省略（図４には示す）のケーシングの装着孔との間をシールするＯリングが取り付けられる。
【００３０】
感圧室１７内には感圧装置２０を設けている。この感圧装置２０は、金属製の弾発可能なベローズ２１が外形を形成している。このベローズ２１の一端部はベローズガイド２３に保持されている。又、ベローズ２１の他端は取付板に一体に結合している。更に、ベローズ２１の内室には弾発可能な第１ばね２２を配置すると共に、内室は真空に封入する。このベローズガイド２３は仕切調整部２４の摺動面に密封に嵌合すると共に、第２ばね２５により弾発状態に押圧している。このベローズ２１はリン青銅等により製作されているが、そのばね定数は所定の値に設計される。又、ベローズ２１のばね定数が不十分の場合には、コイル状第１ばね２２を設け、このばね力により押圧する。更に、弁体３を開弁する方向へ押圧する第１ばね２２は感圧装置２０以外の位置に設けることもできる。このように第１ばね２２を他の位置に設ける場合は、感圧装置２０をダイヤフラムで構成することも可能になる。
【００３１】
この感圧装置２０は、感圧室１７内で感圧装置２０が弾発する力と吸入圧力Ｐｓで圧縮する力の相関関係力で伸縮するように設計されている。そして、この感圧装置２０の有効受圧面積に対して吸入圧力Ｐｓが作用し、感圧装置２０を収縮させる作用力となる。
更に、バルブハウジング１０には、感圧室１７から取付孔１９の大径部へ連通する導入孔１７Ａを形成する。この導入孔１７Ａは外部の吸入圧力Ｐｓの流体を感圧室１７から固定鉄芯３１の内部孔３１Ｂへ導入することができる。この取付孔１９の大径部は、固定鉄芯３１のフランジ部３１Ｃを取り付けできるように形成されている。
このバルブハウジング１０の連通孔の各摺動面には、図示省略のシール膜を設けることもできる。このシール膜は低摩擦係数の材料により形成する。例えば、このシール膜としては、摺動面にフッ素樹脂膜を付着させる。このシート膜により作動ロッド２全体の作動の応答性を良好にすることが可能である。
【００３２】
感圧装置２０の一端の取付板の凹部には凸部が嵌着した連結部品が設けられている。連結部品には円錐台形状の凹部が形成されている。この連結部品の凹部に接合した作動ロッド２が貫通孔に配置されている。作動ロッド２には、スライド孔１２と摺動する感圧ロッド部２Ｂが設けられている。又、作動ロッド２には、感圧ロッド２Ｂに一体の連結ロッド部２Ｃが設けられている。この連結ロッド部２Ｃは制御流体通孔１４の径より小径に形成されており、弁体３が開弁したときに、制御流体が制御流体通孔１４と連結ロッド部２Ｃとの間から流通できるように形成されている。更に、作動ロッド２は、連結ロッド部２Ｃの端部に弁体３を設けている。この弁体３には、弁座１３と開閉する弁部面３Ａが設けられている。又、弁体３には弁体ロッド部２Ａが形成されている。この弁体ロッド部２Ａの直径は制御流体通孔１４の直径より僅かに大径に形成されている。弁体ロッド部２Ａの端面２Ａ２（図２参照）には突出した連結部２Ｅが形成されている。この弁体ロッド部２Ａの連結部２Ｅは、ソレノイドロッド部２Ｄに設けられた係止穴と結合して連結できるように成されている。この連結部２Ｅは、円錐形、角棒形に形成してソレノイドロッド部２Ｄの係止穴と連結しても良い。この作動ロッド２はステンレス鋼で製作されている。又、その他の非磁性材又は特殊鋼で製作してもよい。
【００３３】
ソレノイドロッド部２Ｄは丸棒状に形成されており、一端部に作動ロッド２の連結部２Ｅと係止する係止穴が設けられている。又、他端部は可動鉄心３２の嵌着孔に結合している。このソレノイドロッド部２Ｄはステンレス鋼で製作されている。又、作動ロッド２は５３０°Ｃ、好ましくは５００°Ｃ以下の温度で低温表面硬化処理が施されている。
可動鉄心３２は、固定鉄芯３１側が円錐面に形成されている。又、ソレノイドロッド部２Ｄ側と反対は凹部に形成されており、この凹部に第３正ばね３６Ａが配置されている。この第３正ばね３６Ａは、常に可動鉄心３２を弁体３側へ弾発に押圧している。この可動鉄心３２は有底円筒状のチューブ３３に移動自在に嵌合している。
【００３４】
チューブ３３に嵌着した固定鉄芯３１は、一端面を可動鉄心３２の円錐面と係合する円錐状凹部に形成している。又、固定鉄芯３１の弁体３側には、電磁コイル３４の主電磁回路を構成する回路内にフランジ部３１Ｃが設けられていると共に、フランジ部３１Ｃより外方端部をロッド受部３１Ａに形成している。このロッド軸受部３１Ａは主電磁回路から外れた位置に設けられている。そして、固定鉄芯３１の軸芯は、ソレノイドロッド部２Ｄが嵌合して移動可能にされた内部孔３１Ｂに形成されている。この内部孔３１Ｂは、ソレノイドロッド部２Ｄと接触しない間隙の内径に形成され、ソレノイドロッド部２Ｄと遊合している。又、ロッド受部３１Ａの軸芯を通る案内孔３１Ａ１は、弁体ロッド部２Ａと摺動する内径寸法に形成されている。この弁体ロッド部２Ａとソレノイドロッド部２Ｄとの結合部は、弁体ロッド部２Ａが案内孔３１Ａ１を突き抜けて内部孔３１Ｂ内で結合している。この為に、弁体ロッド部２Ａの端面２Ａ２に吸入圧力Ｐｓが作用できるようになる。
【００３５】
又、導入孔１７Ａは固定鉄芯３１の周面から径方向へ複数個に貫通する連通孔を通り内部孔３１Ｂに通じている。この為に、固定鉄芯３１、可動鉄心３２及び第３ばね３６Ａの周囲は、感圧室１７から流入する吸入圧力Ｐｓの状態に存する。叉、弁室４において、弁体ロッド２Ａの断面積に対し吐出圧力Ｐｄがソレノイドロッド部２Ｄの方向へ作用する力と、弁体ロッド２Ａの弁座面の３Ａとのシール面に対し吐出圧力Ｐｄが感圧ロッド２Ｂ方向へ作用する力が、略相殺するので、弁室４において吐出圧力Ｐｄの影響を無視することができる。この為に、作動ロッド２は、吐出圧力Ｐｄの影響を受けずに、吸入圧力Ｐｓのみの力による制御を行うことが可能になる。
【００３６】
チューブ３３の外周には電磁コイル３４が形成されている。ソレノイド部３０は、この電磁コイル３４と可動鉄心３２と固定鉄芯３１が主要な構成である。ソレノイド部３０は、電磁コイル３４に流れる電流の大きさにより可動鉄心３２を作動させて弁体３の開度を制御する。このときに、感圧装置２０に吸入圧力Ｐｓも同時に作用して弁体３の開度を制御する。この容量制御弁１は、電流の大きさによりソレノイド部３０を作動させると共に、吸入圧力Ｐｓにより感圧装置２０を作動させて弁体３を開閉し、吐出圧力Ｐｄの流量を調整して制御室内へ導入し、制御室内の圧力を制御する。
【００３７】
図２は、図１に示す作動ロッド２の弁体ロッド部２Ａである。作動ロッド２は弁体ロッド部２Ａの摺動面２Ａ１が案内孔３１Ａ１と摺動する。又、感圧ロッド部２Ｂのスライド面２Ｂ１がスライド孔１２と摺動する。しかし、この摺動面２Ａ１とスライド面２Ｂ１は低温表面硬化処理が施されているから、作動ロッド２の全体の長さが曲がることや、真円度に対する歪みも防止できる。又、作動ロッド２の摺動面２Ａ１とスライド面２Ｂ１の摩耗が防止できる。更に又、作動ロッド２の作動時に於ける摩擦抵抗を低減できる。この作動ロッド２はステンレス鋼である。ステンレス鋼製丸棒の素材を加工して図２に示すような形状に加工する。この作動ロッド２を低温表面硬化処理して表面を硬質化する。つまり、図２に示すように加工した作動ロッド２を脱脂工程で脱脂する。次に、この作動ロッド２を予熱した後に、４８０°Ｃの温度で約１２０分の時間で低温熱処理し、この作動ロッド２を油冷却する。尚、熱処理温度は５００℃以下が好ましく、熱処理時間は２０分から１２０分が適当であるが、作動ロッド２の質量及び表面処理層の厚さにより熱処理時間は異なる。又、必要に応じて熱処理後にバレル仕上げ又はショットピーニングを行って、表面を研磨する。そして、最後に洗浄工程により仕上げる。
この表面硬化処理では、硬化処理層が外周面から８×１０−６ｍ以下の厚さであるために、ほとんど作動ロッド２の形状の変形が認められない。又、真円度も熱処理前の形状が０．２８から０．４６×１０−６ｍに対して熱処理後の寸法が０．３７から０．４７×１０−６ｍとほとんど変化しない。叉、作動ロッド２は熱処理による歪みがほとんど生じない。そして、作動ロッド２として使用したときに嵌合した摺動面間から制御流体の漏れがほとんど無視できる範囲である。叉、作動ロッド２の摺動時の耐摩耗能力、耐焼き付き性が向上する。
【００３８】
従来の窒化処理に対する比較例としてオーステナイト系ステンレス鋼の作動ロッドを５７０°Ｃの温度で９０分の熱処理した場合は、クロム窒化物を主成分とする窒化層（黒層）が作動ロッドの表面に生成する為に、ステンレス鋼の耐食性が低下する。又、この窒化処理して形成された窒化層を砥石による研削仕上げしないと作動ロッド２として利用できない。この為に、作動ロッドの加工コストが上昇するので市場性を失う。更に、従来の焼き入れ処理では、ステンレス鋼は熱処理後に焼き戻しを行うので、作動ロッドの摺動面の硬度が低下する現象が認められる。本発明の作動ロッド２では、同じ材質の作動ロッド２を４８０°Ｃで９０分間の低温表面硬化処理（例えば、日本パーカライジング（株）の窒化処理方法の名称、パルソナイトと同じ方法）した場合、黒層が認められない（作動ロッド２の表面が白層となる）。この為に、砥石による研削加工を必要とせずに、必要なら、作動ロッド２の表面をショットピーニング、ホーニング、バレル研磨等で、大量に仕上げることが可能になるので、加工コストを低減できる。更に、耐食性と共に表面硬度を向上することが可能になる。
【００３９】
又、作動ロッド２を低温表面硬化処理した後に生成する白層は、磁気を帯びないためにオーステナイト系ステンレス鋼の磁性特性を損なうこともなく、作動ロッド２の表面に鉄粉等が付着することもない。この為に、作動ロッド２の摺動面の摺動抵抗を低減でき、作動ロッド２の応答性が向上できる。この低温表面硬化処理は、５３０°Ｃ以下、好ましくは、５００°Ｃ以下の温度での窒化法である。作動ロッド２の材質としては、構造用合金鋼、工具鋼、高速度鋼、ステンレス鋼を利用することが可能であるが  特に、作動ロッド２をステンレス鋼にすると、白層が磁性を帯びないために磁気特性が失われない。更に、表面の硬度が向上すると共に、耐食性を両立することが可能になる。更に、摺動面の摺動時の耐焼き付き能力、耐カジリ（互いに食い込んで摩耗しないこと）能力が向上し、作動ロッド２として作動時に優れた応答性の効果が発揮できる。
【００４０】
図３は、図１のソレノイドロッド部２Ｄの結合部２Ｆに可動鉄心３２の取付孔を結合した実施例である。ソレノイドロッド部２Ｄは作動ロッド部２の一部であるが、この実施例ではソレノイドロッド部２Ｄの端部に嵌着穴２Ｄ１を設けて弁体ロッド部２Ａと結合できるようにしたものである。このソレノイドロッド部２Ｄは、非接触の場合には低温表面硬化処理を行なわなくとも良いが、摺動する場合には上述と同様に低温表面硬化処理を行なうとよい。ソレノイドロッド部２Ｄの表面は、白層のままで表面仕上げしなくとも、作動上問題ない程度に仕上げできる。又、作動ロッド２の白層は、磁性を帯びないので、ソレノイド部３０の磁気特性を損なうこともない。
【００４１】
図４は本発明の容量制御弁１を取り付ける圧縮機の断面図である。図４において、圧縮機５０は、複数のシリンダボア５１Ａを設けたシリンダブロック５１を設けている。このシリンダブロック５１の一端には、フロントハウジング５２が設けられている。又、シリンダブロック５１には、弁板装置５４を介してリアハウジング５３が取付けられている。シリンダブロック５１とフロントハウジング５２とによって区画されたクランク室５５内を横断して駆動軸５６が設けられている。この駆動軸５６の中心部の周囲には斜板５７が配置されている。この斜板５７は、駆動軸５６に固着されたロータ５８と連結部を介して結合し、駆動軸５６の軸芯に対して斜板５７の傾斜角度を変化可能に構成されている。
【００４２】
駆動軸５６の一端には、フロントハウジング５２の外側に突出したボス部５２Ａ内を貫通して外部まで延在する。駆動軸５６の先端部には、ねじが設けられており、このねじにナット７４が螺合されて駆動伝達板７２が固定されている。又、ボス部５２Ａの周囲にはベアリング６０を介してベルト車７１が設けられている。ベルト車７１は固定ボルト７３により駆動伝達板７２と連結されている。この為に、ベルト車７１の回動は駆動軸５６を回動する。駆動軸５６とボス部５２Ａの間には、オイルシール５２Ｂが装着されており、このオイルシール５２Ｂによりフロントハウジング５２内と外部とをシールする。駆動軸５６の他端は、シリンダブロック５１内に配置されており、支持部７８により支持されている。駆動軸５６に並列に配置されたベアリング７５、ベアリング７６、ベアリング７７は駆動軸５６を回動可能に支持している。
【００４３】
シリンダボア５１Ａ内には、ピストン６２が配置されている。ピストン６２の内側の一端の窪み６２Ａ内には、斜板５７の外周部の周囲が収容され、シュー６３介してピストン６２と斜板５７とが互いに連動する構成となっている。リアハウジング５３には、吸入室６５及び吐出室６４が区画されている。シリンダボア５１の吸入室６５は、弁板装置５４に設けた吸入ポート８１及び図示省略の吸入弁を介して連通する。吐出室６４は、シリンダボア５１Ａに図示省略の吐出弁及び弁板装置５４に設けられた吐出ポート８２を介して連通する。
【００４４】
又、リアハウジング５３の後壁の窪み内に容量制御弁１が取り付けられている。容量制御弁１は、吐出室６４と、クランク室５５に接続するクランク室圧力Ｐｃの流体連通路６６及び吐出圧力Ｐｄの流体連通路６９の開度を調整しクランク室５５への吐出圧力Ｐｄ流体を制御する。叉、クランク室５５内のクランク室圧力Ｐｃ流体は駆動軸５６の他端とベアリング７７との間隙、気室８４及び固定オリフィス８３を介して吸入室６５に流れる。その結果、容量制御弁１は、クランク室圧力Ｐｃ用の流体連通路６６及び吐出圧力Ｐｄ用の流体連通路６９の開度を調整してクランク室圧力Ｐｃの変化により、ピストン６２のストロークを制御することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明の容量制御弁１は、空気機械、圧縮機等の制御室の圧力制御に用いて有用である。特に、容量制御弁の作動ロッドの作動時の応答性に優れると共に、作動ロッドの摺動部の耐摩耗性に優れ、且つ、作動ロッドの製作コストを低減した特徴を有する有用な容量制御弁である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施の形態に係わる容量制御弁の断面図である。
【００４７】
【図２】図１の作動ロッドを示す拡大正面図である。
【００４８】
【図３】図１のソレノイドロッド部を示す拡大正面図である。
【００４９】
【図４】本発明に係わる容量可変型圧縮機に容量制御弁を取り付けた状態を示す断面図である。
【００５０】
【図５】本発明に類似する関連技術の容量可変型圧縮機用制御弁の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  容量制御弁
２  作動ロッド
２Ａ  弁体ロッド部
２Ａ１  摺動面
２Ａ２  端面
２Ｂ 感圧ロッド部
２Ｂ１  スライド面
２Ｃ  連結ロッド部
２Ｄ  ソレノイドロッド部
２Ｄ１  嵌着穴
２Ｅ  連結部
２Ｆ  結合部
３  弁体
３Ａ  弁部面
４  弁室
１０  バブルハウジング
１２  スライド孔  
１３  弁座
１４  制御流体通孔
１５  第３連通路
１６  第２連通路
１７  感圧室
１７Ａ  導入孔
１８  第１連通路
１９  取付孔
２０  感圧装置
２１  ベローズ
２２  第１ばね
２３  ベローズガイド
２４  仕切調整部
２５  第２ばね
３０  ソレノイド部
３１  固定鉄心
３１Ａ  ロッド受部
３１Ａ１  案内孔
３１Ｂ  内部孔
３１Ｃ  フランジ部
３２  可動鉄心
３３  チューブ
３４  電磁コイル
３６Ａ  第３正ばね
３６Ｂ  第３逆ばね
Ｐｓ  吸入圧力
Ｐｄ  吐出圧力(制御圧力)
Ｐｃ  制御室圧力（クランク室圧力）
【図１】
2005061303.tif 000003
【図２】
2005061303.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005061303.tif 000007